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La Potencia de las pruebas estadísticas Dr. José Dionicio Zacarias Flores Para la redacción de estos apuntes se ha utilizado la revisión de la siguiente bibliografía. Potencia de prueba: la gran ausente en muchos trabajos científicos. María Isabel González-Lutz. Agronomía mesoamericana 19(2): 309-313. 2008 ISSN: 1021-7444 Introduction to Probability and Statistics. William Mendenhall, III, Robert J. Beaver, Barbara M. Beaver.2013, 2009 Brooks/Cole, Cengage Learning Introducción • Recordemos que cada que realizamos una prueba de hipótesis, hay la posibilidad de cometer uno de dos posibles errores cuando tomamos la decisión de aceptar o rechazar a la hipótesis nula. El error de tipo I se da cuando se rechaza a la hipótesis nula siendo que es verdadera, a este error usualmente se le llama “nivel de significancia” (). El error de tipo II () se da cuando no se rechaza la hipótesis nula siendo que es falsa. • Una buena prueba estadística se da cuando la probabilidad de cometer cualquiera de esos errores es pequeña. El primer error de antemano está presente en el procedimiento de la prueba, mientras que el uso y control del error del tipo II, por lo general no es tomado en cuenta en la prueba. Objetivo • El objetivo es destacar la importancia del error del tipo II, mediante el estudio de su complemento llamado “potencia” definida como potencia = 1 - , la cual mide la capacidad de la prueba para realizarse según lo requerido. En el siguiente cuadro se muestran las posibles decisiones para la prueba de hipótesis, así como las probabilidades asociadas para cada una de las decisiones. Fuente: Primera referencia. Ejemplo • Supóngase que se plantea la siguiente prueba de hipótesis: 𝐻0: 𝜇 = 36 𝐻1: 𝜇 > 36 • Recordemos que si H0 es falsa, entonces H1 es verdadera. Entonces = 36 no sería cierta. Supongamos que efectivamente la media verdadera no es 36. entonces el procedimiento de la prueba debería mostrarnos que efectivamente el trabajo muestral daría una > 36. Ejemplo • La probabilidad de detectar esa diferencia mediante nuestra prueba, se da por medio de la potencia. Notemos que el punto crítico es 38.4, por lo que valores a la izquierda sugieren aceptar a H0, y valores a la derecha sugieren rechazar a H0. • Supongamos que el verdadero valor medio es de 37, calculando la potencia tenemos: • 1 − 𝛽 = 𝑃 𝑥 > 37 𝜇 = 37 = 0.168 • Además supongamos que la muestra utilizada fue de tamaño n = 65 que dio una media de 38, por lo que la decisión es no rechazar la hipótesis. Aquí se nota que la prueba no detecta que hay una diferencia de una unidad, lo que significa que sólo alrededor del 16.8% de las pruebas son capaces de detectar esa diferencia y tomar la decisión correcta de rechazar. Si aumentamos el tamaño de la muestra a n = 130, la figura 2 nos muestra un cambio en la perspectiva de decisión, si es o no bueno el nuevo resultado depende de la muestra obtenida aleatoriamente.
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